基于格子Boltzmann方法的非常规天然气微尺度流动基础模型

作者：赵玉龙,刘香禺,张烈辉,单保超

摘要：基于相似准则和气体真实物性参数提出一种格子Boltzmann模型中选取无因次松弛时间的新方法,同时考虑边界努森层的影响对无因次松弛时间进行修正,结合壁面二阶滑移边界条件推导出相应组合反弹/镜面反射边界条件中的关键参数,从而建立了基于格子Boltzmann方法的适用于高温高压条件的非常规天然气微尺度流动模拟新模型。将甲烷气体在无限长微通道中的体积力驱动流动及长直微通道中受进出口压差驱动流动的模拟结果与文献中数值解及解析解进行对比,验证了模型的准确性,并对无因次松弛时间修正式进行优选。结果表明,新模型可以有效表征非常规天然气微尺度流动条件下的滑脱效应、压缩效应、气体稠密性及边界努森层影响;实现了对气体真实流动条件更加全面的表征,可作为微纳尺度非常规天然气流动模拟研究的基础模型。

发文机构：西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室 华中科技大学煤燃烧国家重点实验室

关键词：格子BOLTZMANN方法无因次松弛时间微尺度流动相似准则滑脱效应压缩效应非常规天然气lattice Boltzmann methoddimensionless relaxation timemicroscale flowsimilarity criterionslippage effectcompressibility effectunconventional gas

分类号： TE312[石油与天然气工程—油气田开发工程]